规划问道1
人居环境复杂性的来源
复杂性现象长久以来一直遍布在自然环境和人类生活之中。随着科学研究的不断深入，“复杂性”研究也不断发展。人居环境的复杂性首先来源于：
（1）人的复杂性：体现在个体行为、能力、性格、偏好、价值认同等诸多层面。（2）自然与环境生态系统的复杂性：在自然科学中，“不确定性”与“非均衡”现象更是普遍，大量学者以耗散结构论和协同学等理论为基础展开了深入研究。（3）社会经济系统的复杂性：它既受到“个体复杂性”的影响，也包含了不为人们所知的“自发秩序”及其扩展秩序。“大量个体的非线性自发作用并形成复杂的集体行为”使人们对复杂的社会经济系统远未达到全面理解的程度。
人居环境是典型的复杂性系统，其分析对象既包括人的网络，又包括自然环境、社会经济等多个复杂系统的耦合过程，可以称为“叠加在复杂系统上的深度复杂系统”。随着社会经济的发展，多元主体差异化诉求带来价值冲突，经济、文化、生态、社会等多种目标的平衡成为空间规划治理关注的重点。在此背景下，基于复杂系统研究的思想，对人居环境的规划治理进行深入研究具有重要意义。
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复杂性系统科学与人居环境科学研究的国内外进展
复杂性系统研究起源于20世纪七八十年代的复杂性科学研究，是系统科学发展的新阶段，有关研究以系统科学中的“老三论”（系统论、信息论、控制论）和自组织理论为基础，尝试超越近代简单研究范式中“还原性”“普遍性”等分析局限，实现“认识和处理世界中的复杂性”这一研究目标。图1显示了复杂性系统研究的变迁、研究方法与实践应用。
▲ 图1 | 复杂性系统研究的变迁、研究方法与实践应用
复杂性系统构成现代人居环境科学的基础。从学科定义上说，人居环境科学是“以居住环境为研究对象的学科群”，以建筑学、城市规划学、景观学等为基础，拓展到包括心理、综合领域社会、交通等人类居住相关的全部学科，是打破传统学科视角下的“单一学科，简单范式”的复杂性转向，这正是复杂性系统理论中“多主体、多层次相互作用过程”在城市学科中的体现。
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智慧人居环境的复杂性系统特征
与传统人居相比，智慧人居环境拓展了虚拟人居空间和人对空间需求的维度，“现实人居”与“虚拟人居”相互映射反馈、交互融合，形成“现实与虚拟智能交互的智慧人居环境”，能满足人们更加多元、更多维度的空间需求，同时也进一步强化了人居环境系统的“复杂性特征”，体现在三个层次：
传统人居环境科学以自然、人、社会、居住、支撑和全球、区域、城市、社区、建筑的五大系统和五个层次对人居环境进行解析，形成了一个网状交叉的多主体复杂系统结构。在系统认识的整体视角中，上述部分的各维度、各层次之间相互嵌套，各主体之间相互作用、不断演化，最终形成一个基于“主体-流-网络”的复杂人居环境系统。在智慧人居时代，人居环境在数字孪生技术、元宇宙技术等新型技术的叠加下，虚拟空间与现实空间形成了进一步复杂的耦合结构。
目前正是一个外部环境和内部诉求急剧变革的时期，社会经济价值的碎片化和利益主体的多元化使空间治理面临前所未有的严峻挑战，经济、文化、生态、社会等多种目标的平衡成为规划治理的挑战。智慧人居时代进一步放大了这种价值平衡的困难。
复杂结构和多元主体是复杂性系统的骨架和血肉，而相互作用的非线性过程是复杂系统不断演化的生命力的源泉，智慧人居时代进一步加深了这种非线性作用过程，呈现出动态流动的系统特征。
解构人居环境的各个层次与各个子系统，可以将其图示为“冰山模型”（图2）。位于海面之上的是人工建成环境与自然生态环境，其特征相对比较容易感知和测度，而挑战主要来自于庞大数据的收集、分析与时间成本。位于冰山之下的则是城乡社会、经济、文化等系统，虽然有些特征可以实现延后测度与感知，但由于主体的复杂性，另一些特征则难以测度和感知。对位于海平面下深层次的人类尚未认识和理解的作用机制，必须秉持开放的心态，尊重自发秩序，减少过多干预。
▲ 图2 | 人居环境中多层次、多系统的“冰山模型”
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智慧人居环境 “冰山模型”对空间规划治理的启示与展望
现实中，随着信息技术的发展，在空间规划治理领域已经积累了一定的实践（图3）。如自然资源、土地、房屋、道路交通、市政设施数据和开源大数据等的收集、整合与信息平台的构建，都属于智慧人居环境“冰山模型”裸露在海面上的表层部分，姑且称之为“智慧人居1.0版本”，这个阶段的主要特点是“数字化”；在“智慧人居1.0版本”的基础上，利用大数据分析乃至机器学习等手段建构自然资源、土地、房屋、市政设施管理知识图谱和预警评估指标体系，确定交通、基础设施、消防安全等适用的阈值范围。其特点可以总结为“感知—计算—分析—预警”，称之为 “智慧人居2.0版本”，这个阶段的主要特点可归结为“智能化”。目前一些城市或地区已经开展了智慧人居这两个版本的实践，随着信息技术的发展和信息平台的建设有望推广到更多地区。
▲ 图3 | 智慧人居环境的“冰山模型”层次如果说智慧人居1.0和2.0主要聚焦于数据底板搭建和初步分析，距真正的“城市大脑”还有距离的话，以“专业模型+多元共治”为依托的智慧人居3.0可以在更高程度上为空间规划治理的科学化与精细化提供支撑。
▲ 图4 | 北京土地利用与住房系统平台中的辅助决策模型
▲ 图5 | 城市更新多元主体利益协商治理平台手机端与PC端示意
原文介绍
《智慧人居环境理论模型与应用探索——复杂系统视角》一文刊载于《城市规划》2023年第12期，第78—88页。
【doi】10.11819/cpr20231209a
田莉，清华大学建筑学院城市规划系教授，自然资源部智慧人居环境与空间规划治理技术创新中心主任，中国城市规划学会规划实施分会副主任委员，litian262@126.com。
于江浩，清华大学建筑学院城市规划系博士研究生，yyyjh_1995@163.com。
杨滔，清华大学建筑学院副教授，《城市设计》副主编，自然资源部智慧人居环境与空间规划治理技术创新中心运营委员会副主任，注册城乡规划师，中国城市规划学会会员，yangtao128@tsinghua.edu.cn。
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官方投稿网址：http://www.planning.com.cn
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原文始发于微信公众号（城市规划）：【文章导读】智慧人居环境理论模型与应用探索——复杂系统视角
